大体积混凝土裂缝防治之经验谈

2015-04-10白鹏

四川水泥 2015年8期

关键词：温控外加剂骨料

白鹏

（延安职业技术学院，陕西延安 716000）

大体积混凝土裂缝防治之经验谈

白鹏

（延安职业技术学院，陕西延安 716000）

随着建筑业的不断发展，大批的高层或超高层的建筑形式被工业或民用建筑所采用，与此同时，大体积混凝土也被广泛的运用到这些工程中，因此，大体积混凝土的裂缝问题也就成为人们所关心问题，本文分析了大体积混凝土裂缝的成因，并就如何有效避免裂缝的出现而制定合理的施工方案提出了自己的建议。

大体积混凝土裂缝；裂缝控制

前言

随着建筑业的不断发展，大批的高层或超高层的建筑形式被工业或民用建筑所采用，与此同时，大体积混凝土也被广泛的运用到这些工程中，因此，大体积混凝土的裂缝问题也就成为人们所关心问题，大体积混凝土是指最小断面尺寸大于1m以上，施工时必须采用相应的技术措施妥善处理水化热引起的混凝土内外温度差，合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构[1]，为了保证整体性，大体积混凝土一般需要连续浇筑，由于它体积大，钢筋密，施工条件复杂且对施工技术要求高，因此，为了满足大体积混凝土的强度、刚度、整体性和耐久性的要求，必须在施工中制定合理的施工方案去控制和防止温度应力等造成的裂缝。

1、大体积混凝土裂缝的分类和控制目的

大体积混凝土的裂缝一般分为微观裂缝和宏观裂缝两种，微观裂缝是指粘着裂缝、水泥裂缝和集料裂缝，裂缝的宽度一般小于0.05mm；宏观裂缝按其成因可分为荷载裂缝、施工裂缝、变形裂缝和碱骨料裂缝，根据它们在结构中的分布区域，又可分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝。宏观裂缝是由微观裂缝扩展而来的，宽度大于0.05mm,混凝土裂缝控制的目的是指控制宏观裂缝的出现，也就是将裂缝宽度控制在0.05mm以内。

2、大体积混凝土裂缝的成因

混凝土裂缝的成因是比较复杂的，造成混凝土裂缝的因素比较多，根据相关资料统计，造成混凝土裂缝的主要因素中，设计约占5%左右，混凝土原材料约占15%左右，施工约占80%左右。

（1）设计因素。

在结构设计过程中，结构计算时要先假定结构受力体系的有关参数，而常规的计算模型与很多结构的实际工作状态有一定的差别，使得内力计算的结果与实际结果相差很大，这些未考虑到的因素可能内力一般会引起结构裂缝，

（2）混凝土所用材料因素

1）水泥和水

混凝土结构开裂主要是由于本身收缩受到约束而产生的拉应力超过其抗拉强度引起的，而混凝土产生的收缩值机强度值因水泥种类、水泥用量拌制不用而不同，水泥细度越细，混凝土越容易开裂。

2）砂、石骨料

混凝土的含泥量越高越容易开裂，这是因为果料表面所带的泥份妨碍了骨料与水泥之间的咬合粘结，弱化了截面结构，因而降低了混凝土的抗拉强度。

3）外加剂和掺合剂

试验表明掺化学外加剂的混凝土干缩值较大，使用一般化学外加剂比使用促凝性AE减水剂的干缩值低，混凝土的初期干缩值在使用外加剂的情况下较大，不掺外加剂比使用促凝性 AE减水剂的干缩值低，混凝土掺膨胀剂时养护的要求更高，在早期养护不好时，膨胀混凝土更容易发生裂缝。

（3）施工因素

1）配合比不当

在拌制混凝土的过程中，如果没有严格按照施工配合比进行加料，那么配合比的改变就会影响混凝土的抗裂性能，因而促进裂缝的出现。

2）振捣方式不当

不正确的振捣方式会造成混凝土分层离析、表面浮浆而使混凝土面层开裂，或混凝土产生不均匀沉降收缩而在结果厚薄交界处出现裂缝。

3）养护不当

现场养护不当是造成混凝土收缩开裂最主要的原因[2]，混凝土浇筑后，若表面不及时覆盖进行潮湿养护，表面水分迅速蒸发，很容易产生收缩裂缝，特别是在风速、相对湿度低、大气温度高的情况下，干缩更容易发生。

4）环境气候因素

外界气温的变化情况在大体积混凝土结构施工期间对防止大体积混凝土开裂有重大影响。混凝土的内部温度是各种温度的叠加，而温度应力则是温差所引起的温度变形造成的，与温差成正比。

2、大体积混凝土裂缝的控制措施

从以上分析可以看出，大体积混凝土裂缝产生的原因是综合的，但主要是由设计、原材料和施工因素造成的，那么要控制大体积混凝土的裂缝就要从这三方面着手，

1)在设计方面

在实际工程中，可以通过理论计算来控制裂缝，通常采用构造设计来对变形作用引起的裂缝加以控制[3]，混凝土设计强度等级宜在C25～C40的范围内；配置承受温度应力及控制温度裂缝开展的构造钢筋；当大体积混凝土置于岩石类地基上时，宜在混凝土垫层上设置滑动层；设计中应尽可能较少大体积混凝土外部约束；应进行温度场和应变的相关测试；大块式基础及其它筏板基础、箱型基础不宜设置永久变形缝及竖向施工缝；应根据混凝土浇注过程中温度裂缝控制的要求设置水平施工缝等。

2）在原材料方面

大体积混凝土所用水泥除应符合相关的国家标准外，应优先选用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，水泥7天的水化热不宜大于270kj/kg；所用骨料除应符合现行国家标准的质量要求外，还应符合下列规定：细骨料采用中砂，其细度模数应大于2.3，含泥量不大于3%；粗骨料宜选用粒径5-31.5mm，级配良好，含泥量不大于1%；外加剂的品种、掺量应根据工程具体情况5通过水泥适应性和实际效果实验确定，必须考虑外加剂对硬化混凝土收缩等性能的影响，慎用含有膨胀性能的外加剂。

3）施工方面

在配合比选择时，在保证设计所规定强度、耐久性等要求和满足施工工艺特性的前提下，应按照合理使用材料、减少水泥用量和降低混凝土的绝热温升的原则进行；浇筑方法可采用分层连续浇筑或推移式连续浇筑，不得随意留施工缝；在每次混凝土浇筑完毕后养护时，应及时按温控技术措施的要求进行保温养护，混凝土块体的内外温差和降温速度要满足温控指标的要求；保温养护时间应根据温度应力（包括混凝土收缩产生的应力）加以控制、确定，但不得少于15天，保温覆盖层的拆除应方程逐步进行；应始终保持混凝土表面的湿润；浇筑后4～6小时内可能出现在表面上的塑性裂缝，可采用二次压光或二次浇灌层进行处理；覆盖层的厚度应根据温控指标的要求计算；同时在养护过程中，应对混凝土浇筑块体的内外温差和降温速度进行实时监测，根据现场实测结果，可以随时掌握与温控施工控制数据有关的数据，进而调整保温养护措施以满足温控指标的要求。不得采用强制、不均匀的降温措施。当施工采用钢模板时，根据保温养护的要求，钢模板外也应采取保温措施，当采用木模板时，可以把木模作为保温材料考虑，无论是木模还是钢模，在拆除后都应根据混凝土块体内部实际的温度场情况，按温控指标的要求采取必要的温控措施，对标高位于±0.000以下的部位，应及时回填土，±0.000以上的部位应及时加以覆盖，避免长期暴露在风吹日晒的环境中。